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我国锅炉用钢标准发展史及中外牌号简介

我国锅炉用钢标准发展史及中外牌号简介

GB/T713-2014锅炉和压力容器用钢板是我国锅炉和压力容器方面的专用产品标准,该标准自1963年后首次发布以来历经60多年的发展,发生了巨大的变化,为我国的国民经济建设发挥了巨大作用。


锅炉作为压力容器设备中的一种,在服役过程中往往承受一定的压力和温度,是国民经济建设中重要的设备,2008年,我国将锅炉用钢与压力容器用钢合并为一个标准,即《锅炉和压力容器用钢板》。


该标准涉及的钢板广泛应用于工业与民用领域锅炉、化工原料储罐、石油和液化天然气储罐等承压容器方面。以火力发电为主的电站,锅炉更是关键设备之一,随着发电效率的提高,锅炉用钢也得到大力发展。


1、我国锅炉用钢板的执行标准


我国的锅炉按用途分为工业锅炉和电站锅炉两大类。工业锅炉通常是工业企业用于供热,属小型锅炉,其所用钢材为普通碳素结构钢和低合金结构钢。电站锅炉属大、中型锅炉,对钢材质量有特殊要求,一般要求具有优良综合性能的合金钢来制造。GB/T713-2014其适用范围是用于锅炉和中常温压力容器的承压元件,钢板厚度为3mm~250mm。该标准中共有12个牌号,钢种可分为碳素钢、低合金高强钢和耐热铬钼钢三类。


2、我国锅炉用钢板标准GB/T713的发展历史


为加快国民经济建设,从上世纪50年代开始,我国组织多个部门(冶金、电力、科研院所和生产企业)开展了大量的锅炉和压力容器用钢板的研究,并制定了我国锅炉用钢板的第一个标准GB713-63,标准名称为《制造锅炉和火箱用热轧碳素钢板技术条件》。


在制订标准时,将锅炉用钢和压力容器用钢是分开制订的,这主要是参照前苏联标准的制订原则。经过近60年的发展,到目前为止该标准共进行了6次修订。历次版本情况如下:GB713-63、GB713-72、GB713-86、GB713-1997、GB713-2008(将GB713-1997与GB6654-1996合并修订)、GB/T 713-2014。(其中在1965年修订过,但仍是使用GB713-63版本号。)


关于该标准的名称,在修订2008版时,修订组经过反复考虑并综合国外压力容器标准的名称,才最终确定现在的名称。同类产品,有些国家叫锅炉及压力容器用钢板,如法国NFA36-205(1982)锅炉及压力容器用碳素钢及碳锰钢,前苏联гOCT5520-79锅炉及压力容器用碳素钢、低合金钢和合金钢板,日本JIS G 3119:1987锅炉及其他压力容器用锰钼钢和锰钼镍钢。


考虑到国内锅炉和压力容器分开制定标准多年,大家已成习惯,草案初稿将标准名称暂为“锅炉及压力容器用钢板”,这样各方都好接受。后来按照锅容标委意见,改为“承压设备用钢板”。


征求意见时,有些单位提出还是叫“锅炉及压力容器用钢板”好,意见不统一,经有关主管部门协商,送审稿的名称又改为“锅炉和压力容器用钢板”,并得到审定会的同意。因此,“锅炉和压力容器用钢板”标准名称一直沿用至今。


由于锅炉钢板标准属于重要用途的产品标准,安全可靠性严,制造技术难度高,而且产量比较大。随着我国钢铁行业生产技术和产品质量的不断提高,锅炉钢板标准也在逐步采用国际先进标准,使标准水平不断提高。


历次版本修订主要变化情况如表1。


表1  GB713历次版本主要修订变化情况


由上表可看出,经过60多年的发展,锅炉用钢板标准从最初的4个牌号发展到现在的12个牌号,产品牌号的命名规则从2008版开始采用新的命名规则,标准技术水平也得到极大的提高,从而也反映了我国钢铁工业的技术进步。


特别需要说明的是在2008版修订时,标准GB/T713-2008《锅炉和压力容器用钢板》是由GB713-1997《锅炉用钢板》和GB6654—1996《压力容器用钢板》两个标准进行合并修订而成的。


在该标准中引进国际国外标准中通用的、典型的国内已经生产使用的牌号(14Cr1MoR和12Cr2Mo1R),淘汰原标准中性能差的、用户不满意的牌号(如15MnVR、15RMnVNR和22Mng);这反映了当时国内冶炼和轧钢技术进步,另外标准中普遍降低硫、磷等杂质含量,进一步提高了钢的纯净度和性能指标,不断地完善和提高标准水平,以满足市场需要。


为反映我国钢铁工业技术的进步,下列两个表为我国GB713-63中20g和GB/T713-2014中Q245R(2008版由20g修订的牌号)两个牌号的化学成分比较和性能比较。

表2 -20g(63版)和Q245R(2014版)化学成分


图1-20g(63版)性能


表3-Q245R性能(2014版)


从以上20g和Q245R两个牌号和化学成分和性能比较来看,经过约60年的发展,锅炉用钢板的技术水平已经发生了巨大的变化,也体现了我国钢铁工业的技术进步。


3、与GB/T713-2014对应的国外主要标准


压力容器用钢板方面国外发达国家起步早,已经形成比较全面的品种范围,美国、日本以及欧洲一些国家在锅炉和压力容器用钢行业内处于技术领先地位。


  • 国际上主流的标准有ISO9328-2:2004《压力容器用钢板 第2部分》,EN 10028-2:2009《压力容器用钢板,第2部分》;

  • 美国机械工程师协会ASME在压力容器方面的标准有9个,其中1个是通用标准为ASME SA20/20M,另外是8个产品标准,分别是ASME SA202/202M, ASME SA204/204M,ASME SA209/209M等,这8个标准主要是按成分和使用温度区分;美国材料与试验协会ASTM 在压力容器方面有30多个标准,如A738/738M,ASTM A612/612M,ASTM A737/737M等;

  • 日本在此方面有11个标准,如JIS G 3103:2012《锅炉和压力容器用碳钢和钼合金钢厚板材》,JISG4109:2013《锅炉和压力容器用铬钼合金钢板》,JIS G3115:2005 《中温设备压力容器用钢板》,JIS G3116:2005 《压力容器用钢薄板、板及钢带》等。


表4 主要国家地区压力容器用钢板部分标准


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